Робот-морской ёж: двадцатиногий Argus меняет представление о мобильных машинах

В основе проекта лежит идея, что для эффективного движения роботу важнее не копировать форму человека, собаки или насекомого, а обладать способностью одинаково хорошо действовать в любом направлении пространства. Руководствуясь этой концепцией, команда смоделировала более 1500 вариантов конструкции, чтобы найти максимально универсальную архитектуру.

Получившийся робот Argus способен двигаться практически без ориентации относительно окружающей среды. Он одинаково уверенно катится по бетону, траве, песку и лесной подстилке, быстро восстанавливает устойчивость после ударов, может продолжать движение даже с несколькими повреждёнными ногами и переносить грузы почти без потери скорости.

Ключом к этим возможностям стала новая концепция, которую исследователи назвали «динамической изотропией». Она описывает, насколько равномерно робот способен ускорять своё тело во всех направлениях. Большинство современных роботов — включая четвероногих платформ, гуманоидов и дронов — имеют показатели ниже 0,6. Argus достиг значения 0,91, приблизившись к теоретическому максимуму.

По словам руководителя проекта Боюань Чен, традиционная робототехника слишком долго рассматривала симметрию только как форму корпуса. Новая концепция переносит симметрию на уровень поведения. Когда робот одинаково эффективно движется во всех направлениях, для него исчезают понятия «вперёд», «назад», «лево» и «право», что радикально меняет подход к управлению.

Конструкция Argus основана на правильном додекаэдре — геометрической фигуре с двенадцатью пятиугольными гранями. В вершинах этой структуры размещены двадцать модульных ног, каждая из которых оснащена камерой глубины. Такая схема обеспечивает почти равномерный обзор пространства и распределение усилий во всех направлениях.

Во время испытаний на территории кампуса Duke робот продемонстрировал широкий набор возможностей: преодоление препятствий высотой до пяти дюймов, быстрое самовосстановление после толчков, движение с тремя сломанными ногами, перенос полезной нагрузки весом около 4,5 кг и даже лазание между параллельными вертикальными стенами.

Исследователи подчёркивают, что Argus — не просто экспериментальная машина, а демонстрация нового принципа проектирования роботов. Команда считает, что динамическая симметрия может стать универсальным математическим критерием для создания будущих автономных систем — от планетоходов до поисково-спасательных платформ и роботов для работы в условиях низкой гравитации.

По мнению разработчиков, отрасль постепенно отходит от идеи, что эффективный робот обязательно должен быть похож на человека или животное. Вместо биологического копирования инженеры начинают искать более фундаментальные геометрические и физические принципы, лежащие в основе устойчивости и мобильности живых систем.

Argus стал частью более широкой программы лаборатории General Robotics Lab, направленной на создание так называемых Discovery Robotics — машин, способных не только выполнять задачи, но и самостоятельно открывать новые способы взаимодействия с окружающей средой.